土壤中砷(As)的迁移性和生物有效性强烈地受其在土壤固-液界面的吸附-解吸、氧化-还原和生物转化等反应过程控制，而这些反应过程通常受环境因子，包括pH、有机质（类型、含量）、共存阴、阳离子以及氧化还原电位等共同影响。本文通过研究不同pH下，阳离子Ca2+和含氧阴离子PO43-对As(Ⅲ)和As(V)在针铁矿上（竞争）吸附的影响，并定量比较了不同的天然有机质(Nature Organic Matter,NOM)对As在针铁矿-水界面形态分布的影响，明确了多重因子作用下As在针铁矿上的吸附变化及影响机理；在此基础上，进一步开展了As在天然土壤上的吸附实验，结合表面络合模型：配体和电荷分配(Ligand and Charge Distribution,LCD)模型和NOM-CD(Natural Organic Matter-Charge Distribution)模型，分析了实验与模型计算的结果，并揭示了其可能的主要影响机制。主要结果如下：
　　(i)在针铁矿体系：吸附的Ca2+与As(V)的静电相互作用强于Ca2+与As(Ⅲ)的，故而Ca2+增强As(V)在针铁矿上的吸附效果更为显著；由于针铁矿表面吸附位点制约和静电排斥作用，PO43-的吸附能够强烈的抑制As的吸附；当两种无机态As共存时，As(Ⅲ)与As(V)共同竞争铁氧化物表面的吸附位点，且As(V)竞争强于As(Ⅲ)；当Ca2+、PO43-与两种无机态As均共存时，在pH为6~10时，由于竞争和协同吸附作用，As的吸附和溶液中的浓度呈现复杂的变化。
　　(ii)LCD模型和NOM-CD模型可以很好地预测PO43-、As(V)、As(Ⅲ)与不同NOM在针铁矿-水界面的交互作用，根据LCD和NOM-CD模型分析：吸附的NOM对含氧阴离子吸附的影响主要受NOM羧基密度、质子化亲和常数、分子大小和吸附的NOM在针铁矿表面形态分布的影响；不同来源的胡敏酸(Humic Acid,HA)对PO43-、As(V)吸附存在差异，而不同富里酸(Fulvic Acid,FA)之间的差异较小；FA与PO43-、As(V)之间的竞争吸附作用强于HA，主要是由于FA羧基官能团含量较高，同时FA颗粒更小与矿物表面吸附的离子空间位置更接近，导致PO43-和As(V)的吸附减弱的更多；NOM对As(Ⅲ)吸附的影响不大，主要是由于吸附的As(Ⅲ)给针铁矿表面带来的负电荷较少低于As(V)，致使吸附的As(Ⅲ)与NOM间的静电斥力较小。
　　(iii)As在水稻土中的形态分布极大地受土壤氧化还原状态和pH的影响，且PO43-对土壤As的形态分布变化的影响机理随着土壤氧化还原状态而不同，在亚氧条件下：PO43-抑制了Fe和As的还原，可能由于PO43-的吸附增加了铁氧化物稳定性，但由于PO43-与As(V)的竞争作用土壤溶液中的As(V)浓度升高；在厌氧条件下，PO43-促进了微生物的生长，从而增加了Fe和As的还原，致使土壤溶液中As(Ⅲ)浓度增加。
　　(iv)在NOM-针铁矿以及土壤-水体系，NOM-CD模型和LCD模型均可以较好地预测As在固-液界面的形态分布，NOM-CD模型的计算相对于LCD模型更为简便，而LCD模型可以考虑有机质的性质（羧基/酚羟基密度、吸附的有机质在金属氧化物表面的空间分布等），更直接地反映有机质对离子在矿物表面吸附影响的物理化学机理。
　　综上，本研究揭示了多种化学因子对As在矿物表面上吸附的影响，阐明了不同pH、Ca和PO43-对As在天然土壤中吸附的微界面过程的影响及机理，验证了NOM-CD模型和LCD模型的适用性，可为环境中As的迁移性、生物有效性的预测奠定理论基础。